某市地鐵暗挖區(qū)間隧道工程施工組織

1、目錄第一章引言2笫二章工程概況2笫1節(jié)工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件2第2節(jié)周?chē)h(huán)境狀況3第三章區(qū)間隧道丿施t及其對(duì)樓群的影響3第四章主要技術(shù)對(duì)策及施工方案4第1節(jié) 采用導(dǎo)洞、隔離樁方法確保樓房基礎(chǔ)安全5笫2節(jié) 隧道開(kāi)挖采収洞內(nèi)水平井點(diǎn)降水5第3節(jié) 修正支護(hù)參數(shù)、改進(jìn)隧道施工工藝6第五章技術(shù)措施的應(yīng)用效果及分析8第1節(jié)地表下沉監(jiān)測(cè)結(jié)果及分析8第2節(jié)樓房基礎(chǔ)沉降觀測(cè)結(jié)果及分析8第六章結(jié)論9第一章引言北京西直門(mén)至東直門(mén)的城市鐵路是北京市規(guī)劃的第13號(hào)快速軌道交通線，全長(zhǎng)約40 km ,其中 和平里至東直門(mén)為地下段，釆用暗挖施工。該區(qū)段是13號(hào)線的控制工程,能否順利修通將直接 影響到全線是否能夠如期通車(chē)。中

2、鐵隧道集團(tuán)承擔(dān)的第14標(biāo)段周?chē)鷹l件極為復(fù)雜，尤其是要 近距離穿越兩棟高層居民樓，在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下隧道施工必須確保居民樓的絕對(duì)安全,而且必 須做到施工期間不擾民，因此，安全保障措施必須要絕對(duì)可靠，這対施工技術(shù)也提出了更高的要 求。第二章工程概況第1節(jié)工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件第14標(biāo)段主耍由人工雜填土、第四紀(jì)沉積層和圓礫層組成。雜填土厚度為0. 151. 00 m, 最大厚度為4. 2 m;第四紀(jì)沉積層厚度為0. 518. 7 m ,圓礫層最大厚度為3 m;粉細(xì)砂層稍 密中密，飽和，厚度為2. 9 m;以下為粘土層。該標(biāo)段范圍內(nèi)，上層滯水水位埋深4. 0 m左右;潛水水位埋深在地面下7. 5 m ,

3、高出隧道開(kāi)挖拱頂;承壓水水位埋深18. 8 m ,位于隧道鋪底以下0. 5 m ,對(duì)隧道施t無(wú)影響。區(qū)間隧道在粘質(zhì)粉土和粉細(xì)砂地層屮穿過(guò)，上層滯水和潛水己進(jìn)入隧道斷面。第2節(jié)周?chē)h(huán)境狀況北京城市鐵路東直門(mén)地下區(qū)間為雙跨連拱隧道，采川淺埋暗挖中洞法施工。典型斷面開(kāi)挖寬度 為12. 05 m，開(kāi)挖高度為7. 397 m，支護(hù)形式為復(fù)合式襯砌。區(qū)間隧道在里程k39 + 505 k39 + 585之間,從兩棟y形高層居民樓屮間下穿。兩座高層樓房地面以上22層、66 m高, 地下兩層，樓房基礎(chǔ)為現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱型基礎(chǔ)（無(wú)樁基），箱型基礎(chǔ)持力層為2. 7 m厚的換填 級(jí)配砂石，暗挖隧道外輪廓線距樓房基礎(chǔ)水

4、平距離最小為1. 6m0隧道與高層樓群地平面及剖 面關(guān)系分別如圖1、圖2所示。圖1樓房與區(qū)間隧道的平面位置關(guān)系圖2樓房與區(qū)間隧道的剖而位置關(guān)系第三章區(qū)間隧道施工及其對(duì)樓群的影響由于暗挖隧道開(kāi)挖跨度達(dá)12m,覆土僅為1倍洞徑左右（712m）,上覆地層難以形成承載拱,上覆土柱荷載較人。設(shè)計(jì)釆用屮洞法施工，工況要求屮隔墻形成承載能力后，方可進(jìn)行側(cè)洞開(kāi)挖,最后施作側(cè)洞襯砌形成雙連拱結(jié)構(gòu)。rh于區(qū)間隧道兩側(cè)為不對(duì)稱布遙，呈礎(chǔ)持力層位于隧道拱 腰部位，樓房靜載和靜載偏壓可能對(duì)隧道施工安全和結(jié)構(gòu)安全構(gòu)成威脅。區(qū)間隧道采川雙連拱隧道施工對(duì)高層居民樓安全是不利的,主要表現(xiàn)在：(1) 區(qū)間隧道為雙連拱結(jié)構(gòu)，采用屮

5、洞法施工，施匸步序多加之需降水，造成對(duì)樓房基礎(chǔ)地層的 多次擾動(dòng)，如沒(méi)有穩(wěn)妥可靠的技術(shù)措施保證，疊加后可能產(chǎn)生超雖的不均勻沉降,給樓房的安金 帶來(lái)致命的危害。(2) 區(qū)間雙連拱隧道屮洞、側(cè)洞為瘦高型結(jié)構(gòu)，在初支施工過(guò)程屮隨著開(kāi)挖在樓房靜載作用下 土層應(yīng)力釋放，引起的土體水平位移，使樓房基礎(chǔ)產(chǎn)牛不均勻沉降。 相鄰地段的監(jiān)測(cè)表明，僅中洞通過(guò)后最大累計(jì)沉降量即為73. 2 mm，距中洞6. 0 m范圍 內(nèi)地表沉降量均在40 mm以上，沉降曲線拐點(diǎn)距中洞中線79. 7 m。類比可知高層居民樓區(qū)域 中洞施丄引起地表沉降量對(duì)達(dá)23 mm ,沉降曲率為3. 8 %。町見(jiàn),若不采取町靠的措施,將對(duì)樓 房造成較大

6、危害。第四章主要技術(shù)對(duì)策及施工方案第1節(jié)采用導(dǎo)洞、隔離樁方法確保樓房基礎(chǔ)安全為確保樓房的絕對(duì)女全，用兩排鋼筋混凝土樁墻將樓房基礎(chǔ)與隧道隔離，以此對(duì)樓房進(jìn)行防護(hù)。 在高層居民樓南側(cè)已建成的1#豎井內(nèi)開(kāi)挖兩個(gè)小導(dǎo)洞,在樓房zi'可隧道上方通過(guò)。導(dǎo)洞開(kāi)挖 完成后，在兩個(gè)導(dǎo)洞內(nèi)丿施作灌注樁，樁長(zhǎng)14. om,錨入隧道底板深度為6. 0 m ,導(dǎo)洞與隔離樁 連成整體高出隧道4. 2 m，形成樁墻、帽梁將樓房棊礎(chǔ)與隧洞隔離，如圖3、圖4所示。圖3 導(dǎo)洞及隔離樁法平面布置圖圖4 導(dǎo)洞及隔離樁法剖而布置圖導(dǎo)坑凈空高3. 0 m ,寬2. 5 m ,初期支護(hù)厚度300 mm ,采用上下臺(tái)階法通工。灌注樁

7、在徑0.8 m，間距1. 0 m，樁長(zhǎng)14. 0 m ,現(xiàn)澆c20混凝土。為在狹小的導(dǎo)洞內(nèi)同時(shí)完成鉆機(jī)成孔、 鋼筋籠搬運(yùn)吊裝、混凝土灌注、泥漿外運(yùn)等工作,分別采取了異型反循環(huán)鉆機(jī)成孔、擠壓鋼套 筒連接以及卷?yè)P(yáng)機(jī)吊裝等措施。同時(shí)將防塌孔貫穿于毎根灌注樁的施工過(guò)程中，控制泥漿護(hù)壁 質(zhì)量，以最快速度完成鉆孔，把隔離樁施工對(duì)樓房的影響減至最小。第2節(jié)隧道開(kāi)挖采取洞內(nèi)水平井點(diǎn)降水過(guò)高層樓群段無(wú)水誕工是控制沉降保證樓房安全的前提。從前期施工采取地表深井降水來(lái)看,在此段地層特殊分層情況卜降水效果不理想，特別是隧道仰拱位于兩層粘土小間的夾層粉細(xì)砂層屮，由于夾層粉細(xì)砂厚度較小，此處深井降水不能形成降水漏斗，仰拱

8、處于含水粉細(xì)砂層小, 開(kāi)挖過(guò)程中形成流砂，引起大量周邊土層流失，造成地表超量下沉，近樓段地表最大下沉量達(dá)到 73. 2 mm。經(jīng)認(rèn)真分析研究之后，決定根據(jù)此段特殊地質(zhì)情況采取水平降水方法，利用已施匸屮洞底板向 下和向左右側(cè)洞方向開(kāi)挖水平降水基坑,在水平降水基坑內(nèi)用水平鉆機(jī)成孔，埋設(shè)水平降水管, 將中洞和側(cè)洞范圍內(nèi)地下水降至仰拱以下10 m左右，確保無(wú)水丿施工。第3節(jié)修正支護(hù)參數(shù)、改進(jìn)隧道施工工藝4. 3. 1 增設(shè)臨時(shí)仰拱及時(shí)封閉步步成環(huán)雙連拱隧道中洞、側(cè)洞形狀為瘦高狹長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，分iv 部臺(tái)階開(kāi)挖,設(shè)計(jì)中部施作t22橫撐，橫撐間距1 m ,從i部開(kāi)挖至iv部才能完成斷血封閉（5 7天）的客觀現(xiàn)實(shí)

9、不利于掌子面的穩(wěn)定，為控制拱頂及地表沉降,遵循淺埋暗挖及時(shí)封閉步步 成環(huán)的原則，增設(shè)臨時(shí)仰拱,技術(shù)參數(shù)為:c20噴射殮（厚22 cm），布縱向拉結(jié)筋規(guī)格22 500、雙層鋼筋網(wǎng)片規(guī)格6 150 x150 o4. 3. 2仰拱蘋(píng)底換填碎石和注漿根據(jù)己施工地段仰拱情況來(lái)看，由于地質(zhì)特殊分層情況，受降水時(shí)間限制仰拱部位有滯留地下 水,基底粉細(xì)砂層浸泡和人工擾動(dòng)后，造成基底液化軟弱，減小了地基承載力，使仰拱封閉后沉 降仍不收斂。為控制沉降，在仰拱基底換填30 cm厚的碎石，噴檜封閉后及時(shí)回填注水泥-水玻 璃雙液漿。從量測(cè)資料反饋情況來(lái)看，基底換填冇效控制了沉降，仰拱噴婭封閉后沉降很快收斂, 確保了過(guò)樓

10、段的施匸安全。4. 3. 3 加密拱部超前管棚、增設(shè)邊墻超前管棚加密拱部超前管棚，由原設(shè)計(jì)30 m長(zhǎng)、環(huán)向間距0. 3m、縱向每?jī)擅着旁O(shè)一次變更為2. 0m 長(zhǎng)、環(huán)向間距0. 2 m.縱向每0. 5 m（每柿 排設(shè)一次，增設(shè)邊墻超前管棚，原設(shè)計(jì)無(wú)邊墻超前 管棚,為控制中洞、側(cè)洞每部開(kāi)挖施工產(chǎn)牛的沉降，在中洞、側(cè)洞邊墻排設(shè)2. 0 m長(zhǎng)、環(huán)向間 距0. 5叭 縱向間距0. 5 m的超麗管棚。4. 3. 4 加強(qiáng)超前注漿和背后回填注漿拱部開(kāi)挖前超前管棚間隔一個(gè)作為注漿管加強(qiáng)超前注水泥-水玻璃雙液漿，噴栓封閉后滯后掌 tlfll 35 m進(jìn)行拱部、邊墻、底部背后回填注漿，控制開(kāi)挖ifli土層流失,使

11、隧道結(jié)構(gòu)與周邊土體密實(shí)，擠密隔離樁間土層和樓房基礎(chǔ)下土層。第五章技術(shù)措施的應(yīng)用效果及分析第1節(jié)地表下沉監(jiān)測(cè)結(jié)果及分析地表沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果可以看出，地表最人沉降最為- 45. 20 nun ,導(dǎo)洞丿施t引起沉降最平均為6.45 nun ,中洞施工引起沉降量平均為18. 00 mm，側(cè)洞施工引起沉降量平均為14. 58 mm，地表 最人沉降量發(fā)住在隧道屮線位置，小洞施工引起沉降占總沉降量的46 % ,較側(cè)洞稍人。從沉降 槽曲線來(lái)看,斷面沉降槽比較狹窄，寬20 m左右，沉降曲線變曲點(diǎn)（拐點(diǎn)）至隧道中線距離大約 6 m，基本位于隔離樁z內(nèi)，說(shuō)明隔離樁隔離作用明顯。通過(guò)主斷面雖測(cè)結(jié)果比較可以看出，改 進(jìn)的暗

12、挖雙連拱隧道施工工藝有效控制了沉降。第2節(jié)樓房基礎(chǔ)沉降觀測(cè)結(jié)果及分析樓房基礎(chǔ)最大沉降值為18. 90 mm，發(fā)生在東樓jn6點(diǎn)，平均沉降為12. 70 mm，初期降水和 導(dǎo)洞施工引起沉降平均為3. 38 mm , 洞施工引起沉降平均為6. 35 min，側(cè)洞施工引起沉降 平均為2. 98 mm ,從以上數(shù)均分析,屮洞施工引起樓房基礎(chǔ)沉降最大，占總沉降量的50 %。由上可見(jiàn)，在采用了既定的技術(shù)對(duì)策及施工扌岀施后,成功實(shí)現(xiàn)了暗挖區(qū)間穿越樓群區(qū)的施工。第六章結(jié)論(1) 北京城市鐵路東直門(mén)暗挖區(qū)間在地而條件受限制、地層構(gòu)造復(fù)朵、富水的情況下,采取穩(wěn) 妥可靠的技術(shù)對(duì)策，安全通過(guò)淺基礎(chǔ)高層居民樓區(qū)，確保了居民的正常生活和高層建筑的安全, 表明該丄程施工是成功的，同時(shí)也拓寬了淺埋暗挖技術(shù)在復(fù)雜環(huán)境卜的應(yīng)用前景，為今后類似 工程提供了冇益的經(jīng)驗(yàn)。(2) 既冇建筑物的棊礎(chǔ)遮斷防護(hù)采川隔離樁，技術(shù)i：是可行的。利川地下導(dǎo)洞施作灌注樁，是一 種新的嘗試,有助于解決修建地鐵i丨益突出的施匸與環(huán)境的干擾問(wèn)題。(3) 加強(qiáng)超前管棚、超前預(yù)注漿和初支背麻"i填注漿是控制沉降重要有效的措施，是防塌、改 善地層、防止地面建筑物破壞的關(guān)鍵壞節(jié)。全過(guò)程監(jiān)控量測(cè)并確泄適宜的監(jiān)測(cè)內(nèi)容，是指導(dǎo)施工和控制地表下沉、監(jiān)視土體及結(jié)構(gòu)的 穩(wěn)定、保證施工安全的重要于段，為修正設(shè)計(jì)和